第4单元 第11讲 碳酸钠和碳酸氢钠 侯氏制碱法（教师用书Word）-【正禾一本通】2026年新高考化学高三一轮总复习高效讲义（人教版 单选）

第11讲　碳酸钠和碳酸氢钠　侯氏制碱法 【备考目标】　1.了解Na2CO3、NaHCO3的性质，知道碱金属及其化合物的通性，并能用物质分类的思想预测陌生碱金属及其化合物的性质。2.了解侯氏制碱法的原理，并能根据具体情境迁移应用。 考点1　碳酸钠与碳酸氢钠 1．Na2CO3和NaHCO3的比较(方程式用离子方程式表示) 名称 碳酸钠 碳酸氢钠 俗名 纯碱或苏打 小苏打 物理性质 色、态 白色粉末 细小的白色晶体 水溶性 易溶于水 可溶于水 化学性质 热稳定性 稳定，但Na2CO3·10H2O易风化 受热易分解 与H＋反应 CO＋2H＋===H2O＋CO2↑(较快) HCO＋H＋===H2O＋CO2↑(更快) 与Ca(OH)2溶液反应 Ca2＋＋CO===CaCO3↓ Ca(OH)2少量：Ca2＋＋2OH－＋2HCO===CaCO3↓＋CO＋2H2O； Ca(OH)2过量：Ca2＋＋OH－＋HCO===CaCO3↓＋H2O 与盐反应[如与Al2(SO4)3] 2Al3＋＋3CO＋3H2O===2Al(OH)3↓＋3CO2↑ Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑ 与水作用 水解，碱性较强 水解，碱性较弱 主要用途 用于制玻璃、制肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金等工业中 灭火器、治疗胃酸过多、发酵粉的主要成分之一 2．Na2CO3、NaHCO3的鉴别方法 3．Na2CO3与NaHCO3的相互转化 【基点判断】(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)碳酸氢钠在水中的溶解度大于碳酸钠的(×) (2)在酒精灯加热条件下，Na2CO3、NaHCO3固体都会分解(×) (3)将稀盐酸滴入碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液中，立即产生气泡(×) (4)向饱和Na2CO3溶液中通入CO2，有NaHCO3晶体析出(√) (5)用热的纯碱溶液清洗炊具上的油污时，不涉及化学变化(×) (6)向CaCl2溶液中通入足量CO2，有白色沉淀生成(×) (7)相同质量的碳酸钠和碳酸氢钠分别与盐酸反应，产生二氧化碳的量相同(×) 一、Na2CO3、NaHCO3的性质探究 1．室温下，通过下列实验探究一定浓度的Na2CO3和NaHCO3混合溶液的性质。 实验1：向混合溶液中滴几滴酚酞，溶液显红色； 实验2：向实验1所得溶液中滴加几滴稀盐酸，溶液红色变浅； 实验3：向混合溶液中通入过量的CO2，无明显现象； 实验4：向实验3所得溶液中滴加少量Ba(OH)2溶液，产生白色沉淀。 下列有关说法正确的是(　　 ) A．实验1中溶液显红色的主要原因是CO＋2H2O⇌H2CO3＋2OH－ B．实验2中溶液红色变浅的原因是HCO＋H＋⇌H2O＋CO2↑ C．实验3中无明显现象说明没有发生化学反应 D．实验4中产生白色沉淀的原因是2HCO＋Ba2＋＋2OH－===2H2O＋CO＋BaCO3↓ 解析：选D。CO的水解能力比HCO强，实验1中溶液显红色的主要原因是CO的水解，CO分步水解，以第一步水解为主：CO＋H2O⇌HCO＋OH－，A项错误；实验2中滴加几滴稀盐酸，溶液红色变浅，碳酸钠更容易与酸反应，故主要原因是CO＋H＋===HCO，B项错误；实验3中无明显现象，但发生了化学反应：CO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHCO3，C项错误；实验4中产生白色沉淀，是少量氢氧化钡与碳酸氢钠反应生成了碳酸钡，离子方程式为2HCO＋Ba2＋＋2OH－===2H2O＋CO＋BaCO3↓，D项正确。 2．(2025·江苏南京期末)用CO2传感器可检测溶液中CO2的含量，下图是用电磁搅拌加热器加热饱和NaHCO3溶液的实验中，得到的CO2含量随温度变化曲线。已知：该电磁搅拌加热器的温度最高可达65 ℃。下列有关叙述正确的是(　　 ) A.NaHCO3的热稳定性小于碳酸钠 B．温度越高，CO2溶解度越大 C．加热饱和碳酸氢钠溶液过程中会析出沉淀 D．a～b阶段，主要反应是碳酸氢钠受热分解 解析：选A。48.2 ℃后，溶液中二氧化碳气体含量随温度升高逐渐升高，说明溶液中NaHCO3分解生成了二氧化碳和Na2CO3，则NaHCO3的热稳定性小于碳酸钠，A正确；二氧化碳气体的溶解度随温度升高而降低，则温度越高，CO2溶解度越小，B错误；饱和碳酸氢钠溶液受热分解生成了Na2CO3，相同温度下，碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠，则不会有固体析出，C错误；a～b阶段，碳酸氢钠溶液中溶有二氧化碳气体，当加热时，二氧化碳气体逸出，使溶液中二氧化碳的含量降低，D错误。 二、Na2CO3、NaHCO3的转化与除杂 3．选择适当的试剂或方法除去杂质，并完成转化的化学方程式，“[　]”内为杂质。 (1)Na2CO3(s)[NaHCO3]：________________________________________________________________________， ________________________________________________________________________。 (2)NaHCO3(aq)[Na2CO3]：________________________________________________________________________， ________________________________________________________________________。 (3)Na2CO3(aq)[NaHCO3]：________________________________________________________________________， ________________________________________________________________________。 答案：(1)充分灼烧至恒重　2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑ (2)通入足量CO2　Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3 (3)滴加适量NaOH 溶液　NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O 三、Na2CO3、NaHCO3与H＋反应的定量关系 4．Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的图像分析 (1)若V(Oa)＝V(ab)(即Oa段与ab段消耗盐酸的体积相同) 则溶液中的溶质为________，涉及的离子方程式Oa：________________________________________________________________________； ab：________________________________________________________________________。 (2)若V(Oa)>V(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积大于ab段消耗盐酸的体积) 则溶液中的溶质为________________，涉及的离子方程式Oa：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； ab：________________________________________________________________________。 (3)若V(Oa)<V(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积小于ab段消耗盐酸的体积) 则溶液中的溶质为________________，涉及的离子方程式Oa：________________________________________________________________________； ab：________________________________________________________________________。 (4)若a＝0(即图像从原点开始) 则溶液中的溶质为__________，涉及的离子方程式： ________________________________________________________________________。 答案：(1)Na2CO3　CO＋H＋===HCO　HCO＋H＋===H2O＋CO2↑ (2)Na2CO3和NaOH　OH－＋H＋===H2O、CO＋H＋===HCO　HCO＋H＋===H2O＋CO2↑ (3)Na2CO3和NaHCO3　CO＋H＋===HCO　HCO＋H＋===H2O＋CO2↑ (4)NaHCO3　HCO＋H＋===H2O＋CO2↑ 考点2　侯氏制碱法 　　　　　　　　　　　　　　　　 1．制备原料 食盐、氨气、二氧化碳[合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气，其反应为C＋H2O(g) CO＋H2，CO＋H2O(g) CO2＋H2]。 2．工艺流程 3．反应原理 (1)产生NaHCO3的反应：NH3＋NaCl＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl。 (2)产生Na2CO3的反应：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O。 4．绿色思想 循环使用的物质为CO2、饱和食盐水。 一、模拟侯氏制碱法的仪器选择与装置连接 1．(2025·江苏泰州模拟)实验室模拟侯氏制碱法制备Na2CO3，下列装置与原理均正确的是(　　 ) 答案：C 2．某实验小组模拟侯氏制碱法制备NaHCO3。 Ⅰ.一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠，实验装置如图所示(图中夹持，调定用的仪器未画出)。 (1)乙装置中的试剂是________________________________________________________________________。 (2)丁装置中稀硫酸的作用是________________________________________________________________________。 (3)实验结束后，分离出NaHCO3晶体的操作是(填分离操作的名称)________________________________________________________________________。 Ⅱ.若用图中戊装置(其他装置未画出)进行实验。 (4)实验时，须先从______管通入气体______，再从______管中通入气体________。 (5)有同学建议在戊装置的b管下端连接己装置，理由是________________________________________________________________________。 答案：(1)饱和碳酸氢钠溶液　(2)吸收逸出的NH3　(3)过滤　(4)a　NH3　b　CO2　(5)增大气体与溶液的接触面积，提高CO2的吸收率 二、侯氏制碱法的工艺流程 3．某小组利用NaCl和NH4HCO3模拟工业制碱方法，实验流程如下，下列说法不正确的是(　　 ) A．温度高于35 ℃，NH4HCO3分解加快导致Na2CO3产率降低 B．操作Ⅲ中NH4Cl可分解，所以操作Ⅰ中无需洗涤NaHCO3固体 C.加入NaCl固体有利于NH4Cl晶体析出 D．操作 Ⅱ 蒸发浓缩至溶液表面出现晶膜时停止加热 解析：选B。温度高于35 ℃，NH4HCO3会分解生成氨气、水和二氧化碳，减少了生成碳酸氢钠的量，最终降低了碳酸钠的产率，A正确；操作Ⅲ中碳酸氢钠表面可能吸附氯化铵和氯化钠，氯化铵受热会分解，但是氯化钠较稳定，则操作Ⅰ中还需洗涤NaHCO3固体，B错误；食盐会降低氯化铵的溶解度，则加入NaCl固体有利于NH4Cl晶体析出，C正确；蒸发浓缩至溶液表面出现晶膜时，停止加热，防止析出的NH4Cl因温度过高而分解，D正确。 4．侯氏制碱法工艺流程如下，说法错误的是(　　 ) A．以海水为原料，经分离、提纯和浓缩后得到饱和氯化钠溶液进入吸氨塔 B．该工艺的碳原子利用率理论上为100% C．氨母液储罐中的溶质主要是NaCl、NH4Cl、NaHCO3 D．在实验室模拟上述流程，“焙烧”需要使用铁坩埚、泥三角、三脚架、酒精灯等仪器 解析：选C。向饱和NaCl溶液中先通入氨气(吸氨塔)使溶液呈碱性，提升其溶解CO2的能力，再通入CO2(碳酸化塔)，反应生成NH4Cl和碳酸氢钠(从溶液中析出)，真空过滤机过滤出的NaHCO3进入回转焙烧炉焙烧后转化为Na2CO3、水和二氧化碳，CO2可进入碳酸化塔重复利用，NH4Cl进入碱母液储罐，由于NH4Cl的溶解度在低温下比NaCl小，向其中通入NH3后降温“冷析”、加NaCl“盐析”，可使NH4Cl结晶析出，剩余母液中含氯化钠和氨水，进入氨母液储罐后可再次投入使用。海水淡化工厂对海水进行分离、提纯和浓缩可得到饱和氯化钠溶液，然后进入吸氨塔，A正确；根据NH3＋CO2＋NaCl＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl，2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，反应产生的CO2又进入碳酸化塔中，碳原子利用率理论上为100%，B正确；氨母液储罐中的溶质主要是NaCl和NH3·H2O，C错误；焙烧固体在坩埚中进行，实验室模拟“焙烧”时需要的实验仪器有铁坩埚、泥三角、三脚架、酒精灯等，D正确。 【真题演练·感悟高考】 1．(2024·北京高考)关于Na2CO3和NaHCO3的下列说法中，不正确的是(　　 ) A．两种物质的溶液中，所含微粒的种类相同 B．可用NaOH溶液使NaHCO3转化为Na2CO3 C．利用二者热稳定性差异，可从它们的固体混合物中除去NaHCO3 D．室温下，二者饱和溶液的pH差约为4，主要是由于它们的溶解度差异 解析：选D。Na2CO3和NaHCO3的溶液中均存在H2O、H2CO3、H＋、OH－、Na＋、CO、HCO ，A正确；NaHCO3中加入NaOH溶液会发生反应：NaOH＋NaHCO3===Na2CO3＋H2O，B正确；NaHCO3受热易分解，可转化为Na2CO3，而Na2CO3热稳定性较强，利用二者热稳定性差异，可从它们的固体混合物中除去NaHCO3，C正确；室温下Na2CO3和NaHCO3的饱和溶液pH相差较大的主要原因是CO的水解程度远大于HCO，D错误。 2．(2021·北京高考)下列实验中，均产生白色沉淀。 下列分析不正确的是(　　 ) A．Na2CO3与NaHCO3溶液中所含微粒种类相同 B．CaCl2能促进Na2CO3、NaHCO3水解 C．Al2(SO4)3能促进Na2CO3、NaHCO3水解 D．4个实验中，溶液滴入后，试管中溶液pH均降低 解析：选B。Na2CO3溶液、NaHCO3溶液中均存在Na＋、CO、HCO、H2CO3、H＋、OH－、H2O，故含有的微粒种类相同，A正确；HCO⇌H＋＋CO，加入Ca2＋后，Ca2＋和CO反应生成沉淀，促进HCO的电离，B错误；Al3＋与CO、HCO都能发生互相促进的水解反应，C正确；形成沉淀时会消耗碳酸根和碳酸氢根，则它们的浓度减小，水解产生的氢氧根的浓度会减小，pH减小，D正确。 3．(2021·河北高考节选)化工专家侯德榜发明的侯氏制碱法为我国纯碱工业和国民经济发展做出了重要贡献，某化学兴趣小组在实验室中模拟并改进侯氏制碱法制备NaHCO3，进一步处理得到产品Na2CO3和NH4Cl，实验流程如图： 回答下列问题： (1)从A～E中选择合适的仪器制备NaHCO3，正确的连接顺序是____________(按气流方向，用小写字母表示)。为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下，可将分液漏斗上部的玻璃塞打开或________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)B中使用雾化装置的优点是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)生成NaHCO3的总反应的化学方程式为 ________________________________________________________________________。 (4)反应完成后，将B中U形管内的混合物处理得到固体NaHCO3和滤液： 对固体NaHCO3充分加热，产生的气体先通过足量浓硫酸，再通过足量Na2O2，Na2O2增重0.14 g，则固体NaHCO3的质量为________g。 解析：(4)对固体NaHCO3充分加热，产生二氧化碳和水蒸气，反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，将气体先通过足量浓硫酸，吸收水蒸气，再通过足量Na2O2，Na2O2与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，化学方程式为2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，根据化学方程式及差量法可知，当增重0.14 g(2CO的质量)时，消耗的二氧化碳的质量为0.14 g×＝0.22 g，其物质的量为＝0.005 mol，根据关系式2NaHCO3～CO2可知，消耗的NaHCO3的物质的量为2×0.005 mol＝0.01 mol，所以固体NaHCO3的质量为0.01 mol×84 g/mol＝0.84 g。 答案：(1)aefbcgh　将玻璃塞上的凹槽对准漏斗颈部的小孔　(2)使氨盐水雾化，可增大与二氧化碳的接触面积，从而提高产率(或其他合理答案)　(3)NH3·H2O＋NaCl＋CO2===NH4Cl＋NaHCO3↓　(4)0.84 学科网（北京）股份有限公司 $